Recebido em 27 de Dezembro de 1978
Composés du Phosphore dans le grain du
blé des cultivars les plus répandus
au Portugal
par
L. A. VALENTE ALMEIDA (Professeur de la chaire de Chimie Agrioole)
et
J. SANTOS OLIVEIRA (Professeur agrégré)
1. INTRODUCTION
Parmi les éléments majeurs indispensables aux plantes, le Phos phore oocupe une position importante, en raison de ses multiples et complexes interventions dans le métabolisme cellulaire.
L’absorption se fait sous forme oxydée et il n’y a pas de réduc- tion postérieure tandis qu’on le vérifie avec l’Azote ou le Soufre. On trouve le Phosphore dans des composés organiques et inorganiques, mais toujours sous forme d’ion phosphate.
Les composés du Phosphore dans la plante peuvent être classés en trois groupes:
a) Composés solubles dans des solvants organiques ;
b) Composés solubles en Acide perchlorique (ou, selon d’autres
auteurs, en Acide trichloro-acétique);
206 ANAIS DO INSTITUTO SUPERIOR DE AGRONOMIA
Dans le premier de ces groupes, on trouve les Phospholipides, qui sont d’ailleurs les composés du Phosphore du grain de blé les mieux connus.
Les composés solubles en Acide perchlorique (PCA) comprennent les Phosphates minéraux, les Phytates et d’autres Ésters, notamment les hexoses mono-et diphosphatés, 1’Acide phosphoglycérique, l’ADP, TATP et d'autres nucléotides mono, di et triphosphatés.
Parmis les composés insolubles dans les solvants antérieurs, on trouve les acides nucléiques, RNA et DNA, et les phosphoprotéines non nucléiques.
La connaissance des quantités et des proportions relatives de tous ces composés du Phosphore est importante, soit du point de vue agro- nomique et nutritionel, soit du point de vue technologique. Cela jus- tifie ce travail, ou l'on a essayé de déterminer la compositon dans ces composés phosphatés du grain de blé des cultivars les plus répandus au Portugal et recommandés par la «Federação Nacional dos Produ tores de Trigo» (actuellement intégrée à T«Instituto dos Cereais»).
2. MATÉRIEL ET MÉTHODES 2.1. MATERIEL
Les échantillons analysés, au nombre de 19, correspondent à des cultivars de blé, contrôlés par la Station d’Essai de Semis.
Les cultivars étudiés peuvent être classés de la façon suivante: Blés tendres mutiques ... 7
Blés tendres aristés ... 8 Blés durs aristés... 4
On doit signaler au sujet de ces cultivars que 10 sont dorigine portugaise, trois étant des variétés régionales et les restants sept étant produits dans la Station d Amélioration des Plantes, à Eivas.
2.2. MÉTHODES
Les schémas qui on été proposés pour le fractionnement chimique des composés du Phosphore sont nombreux et variés. La plupart de
C a ra ct ér is ti q u es d u m a té ri el a n a ly sé
208 ANAIS DO INSTITUTO SUPERIOR DE AGRONOMIA
ces schémas suivent la classification générale déjà présentée, mais ils varient beaucoup dans les détails analytiques.
Pour la séparation de la fraction lipidique ont été employés les solvants usuels des Lipides, notamment 1’Éthanol, le Méthanol, le Chloroforme, 1’Êther sulfurique et 1’Éther de pétrole, soit isolés, soit sous forme de mélanges aux compositions variées, soit encore par des extractions successives avec quelques uns des solvants
antérieurs-La solution adoptée a été celle indiquée par HALL et HODGES (7) qui ont utilisé le mélange Ethanol + Êther sulfurique + Chloroforme (2:2:1), en volume) à la température ambiante. Cette solution présente 1’avantage d’être constituée par les solvants les plus utilisés, tout en effectuant une extraction satisfaisante.
Les Phospholipides après extraction ont été fractionés en Léci- thines et Céphalines, selon la procédé de WELCH (14), basé sur la solubilité des Lécithines dans 1’Éthanol absolu, ou les Céphalines sont insolubles.
Lisolement de la fraction soluble en acide présent dans le résidu a été effectué, comme récemment par la plupart des auteurs, à 1’aide d'Acide perchlorique 0,2 N (PCA 0,2 N), (LEE et col. (9); Hall et HODGES (7). L’utilisation de 1’Acide trichloroacétique semble préfé- rable quand on recherche le fractionnement simultané des composés phosphatés et azotés.
Dans 1’extrait acide obtenu ont été détérminés les Phosphatés inorganiques, les Phytates et les Phosphatés organiques restants.
Les Phosphatés inorganiques ont été détérminés directement dans 1’extrait. Le dosage des Phytates a été effeotué selon la technique pro- posée par MIHAILOVTC et col. (10), basée sur la précipitation de ces composés par le chlorure ferrique, en milieu chlorhydrique. Les autres Phosphatés organiques ont été calculés par différence, entre le total de Phosphore dans 1’extrait acide et la somme du Phosphore des Phos- phates inorganiques et des Phytates.
Pour le fractionnement des composés phosphatés insolubles dans les solvants antérieurs, cn a suivi la technique de LEE et al. (9). Cele-ci est basée sur un traitement préalable du résidu par incubation à 37°C avec une solution diluée de KOH, afin d’hydrolyser le RNA, mais non le DNA. L’hydrolyse n’est pas totale et il y a donc nécessité de traiter le résidu avec une solution de PCA 0,5 N, à 4°C.
Sur 1’ensemble des sumageants des deux extractions on déter- mine le Phosphore correspondant au RNA.
Echantillon Original---» Dlgestion
P —total (1)
Extraction par le mélange éthanol + éther sulíu- rlqne + chloroforme pendant 15 minutes, à tem- perature ambiente (opération répeté frois fols)
Volume du surnageant amené à 100 em'
Dlgestion
P — llpidlque (2)
Evaporation. Addltlon d'étha- nol. Ebulltion, puis refroldlsse- ment à 0°C pendant 16 heurs (opération répeté deux fols)
Surnageant Résidn
I
- Uécithlnes (3)
P — total (1) = (2) + (5) + (9) + P - réslduel
P - llpidlque (2) = (3) + (4)
Psoluble en PCA (5) = (6) + (7) + P — esters non phytiquei
P — nucléique = (8) + (9)
Extraction par PCA 0,2N, pendant 15 minutes, à 4*C (opération répeté deux fols)
Volume du surnageant amoné à 100 cm*
Digesfion
P — soluble en PCA (5)
P—Céphallnes (4»
Précipltation avec le chlorure ferrlque
Incubatlon du résldu, à 37»C, avec KOH 0.3N, pendant 16 heures, au minimum. Refroldlssement à 0"C, suivi d’acldification avec PCA à 70%. Température malntenue
pendant 40 minutes à 0°C
P — Phytates (7)
Colorimétrie directe
P — inorganique (6)
Extraction du résidu avec PCA 0,5N, pendant 15 minutes, à 4"C (opération répeté deux íois)
Sumageants combinés P — RNA (8)
Extraction avec PCA 0,5N, pen dant 20 minutes, à 70°C, puis re-
froidissement à 4'C Surnageant P — DNA (9)
I
Dlgestion P —protidique (10)TABLEAU 2
Grain de blé — Détermination, en % de P-total, des diverses fractions
!
P-total mg/1100 g mat. sèche
—
P-lipidique P-soluble dans HC10< 0,2N P-nucléique
P
protidique résiduelP Cultivar Humidité%
Total Lécithine Céphaline Total Phytique Inorganique Autresésters Total RN A DNA
Blés tendres mutiques Autonomia ... 14,48 293 2,0 1,7 0,3 68,9 18,4 7,2 43,3 21,1 17,7 3,4 7,5 0,5 Campodoro ... 14,49 322 2,2 1,2 1,0 59,3 16,8 6,5 36,0 31,7 28,6 3,1 6,5 0,3 Chaimite ... ... ... 14,45 316 1,6 1,3 C,3 66,5 31,0 8,9 26,6 25,0 21,8 3,2 6,9 0,0 Etoile de Choisy ... 14,64 286 1,4 1,0 0,4 70,3 34,6 9,8 25,9 17,1 14,7 2,4 11,2 0,0 ímpeto... 14,30 382 1,3 1,0 0,3 65,4 33.5 8,1 23,8 25,9 23,6 2,3 7,3 0,1 Lusitano ... 14,44 367 1,1 1,8 0,3 58,9 32,2 8,4 18,3 29,4 26,4 3,0 10,6 0,0 Mara ... ... 14,54 368 1-1 1,8 0,3 72,3 27,2 9,2 35,9 20,9 20,1 0,8 5,7 0,0 Moyenne ... — 333 1,5 1,1 0,4 65,9 27,7 8,3 29,9 24,4 21,8 2,6 8,0 0,2 Blés tendres aristés ... Da Maia ... 14,60 414 1.2 1,0 0,2 69,1 19,3 7,5 42,3 28,0 27,3 0,7 1,7 0,0 Galego barbado ... 14,16 356 2,5 2,0 0,5 68,5 28,1 6,7 33,7 23,3 21,3 2,0 5,6 0,1 Mexicano 1481 ... 14,24 332 0,9 0,6 0,4 59,0 27,1 6,6 25,3 25,0 23,5 1,5 15,1 0,0 Mucaba ... ... 14,05 342 1,5 1,2 0,3 68,7 19,0 8,8 40,9 19,9 18,7 1,2 9,9 0,0 Nazareno Strampelli... 14,24 286 1,7 1,4 0,3 66,4 35,0 8,0 23,4 19,6 18,2 1,4 12,2 0,1 Pirana ... 14,23 351 0,9 0,5 0,4 75,5 33,6 8,3 33,6 15,4 14,2 1,2 8,0 0,2 Rural ... ... 14,26 351 4,3 3,1 1,2 65,5 32,5 7,7 25,3 21,4 19,7 1,7 8,5 0,3 Siete Cerros ... 14,14 336 1,5 1,2 0,3 56,8 23,5 6,5 26,8 33,6 32,4 1,2 7,5 0,6 Moyenne ... — 346 1,8 1,4 0,4 66,2 27,3 7,5 31,4 23,3 21,9 1,4 8,6 0,1 Blés durs aristés Amarelejo ... 14,22 408 1,0 0,7 0,3 65,4 25,5 7,1 32,8 22,8 21,8 1,0 10,8 0,0 Capeiti ... 13,70 351 1,4 0,9 0,5 69,2 15,4 5,4 48,4 25,6 22,8 2,8 3,7 0,1 Lobeiro ... 13,33 392 1,0 0,6 0,4 70,4 22,7 8,2 39,5 24,0 22,7 1,3 4,6 0,0 Preto amarelo... 13,96 353 1,4 1,1 0,3 66,6 25,2 6,8 34,6 22,4 21,2 1,2 9,6 0,0 Moyenne ... _ 376 1,2 C,8 C,4 67,9 22,2 6,9 38,8 23,7 22,4 1,3 7,2 0,0
COMPOSÉS DU PHOSPHORE DANS LE GRAIN DU BLÉ 209
Le DNA est à son tour hydrolysée dans le résidu avec la solution de PCA 0,5 N, à 70°C. On admet que le Phosphore présent dans le résidu de cette extraction appartient à des Phosphoproteínes non nucléiques.
Dans le schéma 1 on indique la marche analytique suivie. En plus des formes de Phosphates indiquées on a détérminé aussi le Phosphore total.
La détérmination de l’ion Phosphate a été toujours effeotuée en spectrophotométrie par la méthode du Vanado-molybdate d‘ammonium.
Toutes les analyses ont été faites dans la farine obtenue par mou- ture du grain et tamisage à travers un tamis de 60 mailles par pouce carré. Dans cette farine on a aussi détérminé 1’humidité par séchage à la temperature de ÍOO-IOS^C, pendant quatre heures.
3. DISCUSSION DES RÉSULTATS
Les résultats obtenus sont groupés dans le Tableau n.° 2. On y trouve le pourcentage en humidité du grain, la teneur en P-total expri- mée en mg/100 g de matière sèche et les teneurs dans les fractions, déterminées en pourcentage du P-total. On présente aussi les valeurs moyennes de ces pourcentages, selon il s’agit de cultivars de Blé ten- dre, mutique ou aristé, ou encore de Blé dur aristé.
Le teneur en P-total est plus grande dans les Blés durs aristés que dans les autres cultivars. Ce résultat est conforme à ceux obte nus par d’autres auteurs, et explique 1’aptitude supérieure de ce type de blé pour la panification, étant donné que cette aptitude est corréla- tionée positivement avec la teneur de la farine en P-total (1;13).
La teneur plus élevée des cultivars de Blé tendre aristé par rap- port à celles de Blé tendre mutique peut être explíquée en raison de la plus grande durée de ia période photosynthétique dans les premiers, due à la contribution des aristes, au moment ou le reste de la plante présente déjà une teneur en humidité qui empêche 1’activité assimila- trice.
Cette situation est cepandant atténuée du fait que les Blés ten- dres mutiques présentement une teneur en Phospholipides supérieure aux autres cultivars. Or, ces composés ont un intérêt technologique certain, par leur influence sur la qualité de la farine (8). En effet, COLE et col. (4), parmi d’autres auteurs, ont vérifié Texistence d’une corrélation positive entre la teneur en Phospholipides d’une farine et
210 ANAIS DO INSTITUTO SUPERIOR DE AGRONOMIA
ses caractéristiques pour la panification, possiblement à cause de la formation de liaisons moléculaires entre ces composés et les proteínes du glúten, pendant la préparation de la pâte. H faut remarquer que les variations observées sont dues à la variation de la teneur en Leci- thines, tandis que la proportion relative des Céphalines reste, elle, à peu près constante.
Le Phosphore soluble en acide présente une distribution selon les types de blés qui est semblable à celle du P-total, les valeurs les plus élevées correspondant aux Blés durs et les valeurs les plus faibles aux Blés tendres mutiques.
Cette fraction est, d’ailleurs, correlationnée de façon significative avec le volume du pain obtenu de cette farine, selon WATSON et col. (13).
Le P-inorganique se distribue le façon inversée, avec un maximum pour les Blés tendes mutiques.
Le pourcentage de P-phytique se distribue de façon similaire mais on ne connaít pas les conditions de production et de conservation des semis étudiés et on ne peut donc pas interprêter les différences véri- fiées (12), (16). Cependant, et en raison du possible caractère démi- néralisant des phytates dans 1’organisme, il faut remarquer la teneur plus élevée des cultivars de blé tendre mutique.
Les Phytates ont, dans la plante, d’importantes fonctions physio- logiques et fonctionnent en «pool» donneur par rapport aux phospha- tes inorganiques, qu’ils produisent lors de 1’hydrolyse. II est donc com- préhensible que la distribuition du P-phytates soit analogue à la dis tribution du P-inorganique.
Les esters phosphatés glucidiques non phytiques représentent la majeure partie de la fraction résiduelle des composés solubles dans les acides, et leur distribution est parallèle à celle du total des composés du phosphore solubles dans le PCA. Les différences entre les divers types de cultivars de blés sont augmentées à cause de la distribution inverse des fractions phytiques et inorganique. Ainsi, par rapport au P-total et au P-acido-soluble, WATSON et col. (13) ont vérifié aussi des corrélations positives entre la qualité de la farine et la teneur en esters phosphatés non phytiques.
Les variations entre les divers types de blés, en ce qui concerne le P-nucléique, ne sont pas très importantes, mais on vérifie une supé- riorité des blés tendres mutiques, à cause de la teneur plus élevé en
COMPOSfiS DU PHOSPHORE DANS LE GRAIN DU BLÉ 211 MIHAILOVIC et col. (11) ont vérifié, sur des blés cultivés en Yougoslavie, 1’existence d’une corrélation 'positive entre la teneur en DNA et le poucentage de glúten du blé.
Dans son étude sur les composés du Phosphore dans le grain de blé, BOURDET et FEILLET (3) ont vérifié également que les blés tendres présentaint une teneur en DNA, par rapport au total des aci des nucléiques, qui était plus élevée que dans les blés durs. Ces valeurs ne sont pas comparables directement avec celles du Tableau 3, étant donné que ces dernières ont été obtenues sur des farines dont le degré d’extration était d’à peu prys 70 % et ceux ci sont valables pour la farine intégrale. Néanmoins l’évolution des valeurs est voisine:
P - DNA par rapport au P - nucléique
BOURDET et Blés FEILLET portugais Blés tendres mutiques 15,7 % 10,7 % aristés 12,7 % 6,0 % Blés durs 11,2 % 5,5 %
La fraction protidique des composés du Phosphore ne varie pas nettement selon les types de blés analysés.
La tendance est pourtant d’une teneur plus elevée dans les blés tendres aristés et d'un pourcentage plus faible dans les blés durs.
La valeur du P - résiduel est, dans tous les cas, très faible. On peut donc conclure qu’il y a, parmi les cultivars de blés les plus répandus au Portugal, des variations sensibles dans les teneurs des divers composés du Phosphore déterminés et que oette variation est d’accord avec les donnés de la techndlogie et avec des corrélations véri- fiée3 par ailleurs sur un matériel similaire.
RESUME
Dans ce travail on a déterminé, pour les varietés de Blé les plus répandus au Portugal et officiellement recomandées, les teneurs dans les divers composés du Phosphore, étant donné son importance, soit
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du point de vue agronomique et nutritionel, soit du point de vue techno- logique.
D'après le fractionnement on a détérminé la teneur en Phosphore correspondante aux composés suivants:
a) Phospholipides et, dans cet ensemble les Lécithines et les
Céphalines.
b) Composés phosphatés solubles en Acide perchlorique 0,2 N,
comprennant les Phosphatés inorganiques, les Phytates et d'autres Phosphatés organiques.
c) Acides nucleiques: RNA et DNA. d) Phosphoprotéines.
Les valeurs obtenus ont été discutés selon 1’origine botanique des cultivares, et selon la signification technologique des différences observées.
SYNOPSIS
Phosphorus compounds on wheat grain, from varieties
the most cultivated in Portugal
In this paper AA present data on the content of Phosphorus ccmpounds of wheat grain, for the varieties the most cultivated in Portugal and oficially recomended and certified.
Accoording to the fractionation scheme adopted it had been deter- minated P - content of following compounds:
a) Phospholipids, subdivided in Lecithins and Cephalins.
b) Phosphorus compounds solubles in Perchloric acid 0,2 N, inclu-
ding inorganic Phosphatés, Phytates, and other organic Phos- phates.
c) Nucleic acids: RNA and DNA. d) Phosphoproteins.
Values obtained are discussed according to the botanical origin of cultivars and to the technological meaning of observed differences.
COMPOSÉS DU PHOSPHORE DANS LE GRAIN DU BLÉ 213
RESUMO
Compostos fosfatados do grão de trigo das cultivares
mais vulgares em Portugal
Neste trabalho determinaram-se, para as variedades de trigo mais cultivadas em Portugal, e oficialmente recomendadas, os teores nos diversos compostos fosfatados, dada a sua importância, quer do ponto
de vista agronómico, quer do ponto de vista tecnológico.
De acordo com o fraccionamento efectuado determinaram-se os teores em Fósforo correspondentes aos seguintes compostos:
a) Fosfolípidos e, dentre estes, as Lecitinas e as Cefalinas. b) Compostos fosfatados solúveis em Ácido perclórico 0,2 N,
compreendendo os Fosfatos inorgânicos, os Fitatos e outros Fosfatos orgânicos.
c) Ácidos nucleicos: RNA e DNA. d) Fosfoproteínas.
Os valores obtidos foram discutidos de acordo com a origem botâ nica das cultivares e o significado tecnológico das diferenças obser vadas.
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